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Brennkraftmaschine mit einem mechanisch gesteuerten Luftentnahmeventil
am Arbeitszylinder Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem
mechanisch gesteuerten Luftentnahmeventil am Arbeitszylinder, insbesondere zur Entnahme
von Bremsluft, mit einer vom Druck der aufgespeicherten Luft beeinflußten. Vorrichtung,
die beim überschreiten einer bestimmten oberen Druckgrenze im Luftspeicher die Verbindung
zwischen der Steuervorrichtung für das Entnahmeventil und diesem unterbricht.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung für die Unterbrechung
der Entnahmeventilsteuerung mit einer Beschleunigungseinrichtung versehen ist, die
die Verbindung zwischen dem Entnahmeventil und seiner Steuervorrichtung rasch wiederherstellt,
sobald der Druck im Luftspeicher sich einer eingestellten unteren Grenze nähert.
Als Vorrichtung für die Unterbrechung der Luftentnahmeventilsteuerung ist in an
sich bekannter Weise ein Kolben vorgesehen, an welchem nach der Erfindung eine Entlüftungsvorrichtung
für den unter dem Kolben befindlichen Zylinderraum angeordnet ist. Der Kolben wird
auf der unteren Seite von der Speicherluft und gegebenenfalls von einem die Entlüftung
bewirkenden Anschlag und auf der anderen Seite von einer Rückholfeder beeinflußt.
Zweckmäßig ist der Kolben gegenüber einem das Entnahmeventil mit dessen. Steuergestänge
kraftschlüssig verbindenden Kipphebel derart angeordnet, daß dann, wenn der Kolben
unter Anspannung der Rückholfeder durch die Speicherluft um eine bestimmte Strecke
aus seiner Ruhelage gebracht wird, der letztere den Kipphebel vom
Steuergestänge
oder Entnahmeventil oder von beiden abhebt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Abb. I das Schema einer Brennkraftmaschine mit der Luftentnahmevorrichtung
nach der Erfindung, Abb. 2 und 3 eine Vorrichtung zur Steuerung der Luftentnahme
in zwei verschiedenen Ausführungsformen im Längsschnitt bzw. im Schnitt nach der
Linie II-II von Abb. 4, Abb. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Abb. 2 oder
3 mit abgenommenem Luftentnahmeventilkipphebel, Abb. 5 eine Einzelheit zu den Abb.
2 und 3.
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Im Arbeitszylinder I der Brennkraftmaschine 2 gleitet ein Arbeitskolben
3, dessen Kurbelwelle 4 über ein Zahngetriebe 5 eine Nebenwelle 6 antreibt. Auf
der Nebenwelle 6 sitzt der Nocken 7 für die Steuerung einer Stößelstange 8, die
unter dem Einfluß einer Feder 9 steht. Die Feder 9 ist bestrebt, die Stößelstange
8 nach oben zu verschieben. Das obere Ende der Stößelstange 8 steht mit dem einen
Arm Io eines doppelarmigen Kipphebels Io, II in kraftschlüssiger Berührung, dessen
anderer Hebelarm II mit dem Schaft eines gleichfalls unter der Wirkung einer Rückholfeder
I2 stehenden Entnahmeventils I3 am Arbeitszylinder I der Brennkraftmaschine2 in
kraftschlüssiger Berührung steht. Der Kipphebel Io, II ist auf, dem oberen Ende
der Stange eines kleinen Kolbens I4 gelagert, dessen Oberseite durch den Einfluß
einer Druckfeder I5 und dessen Unterseite unter dem Einfluß des Druckes von Bremsluft
steht, die dem Zylinder I6 des Kolbens I4 aus einem Speicherbehälter I7 durch eine
Leitung I8 zufließt. Durch die Leitung I9 ist der Speicherbehälter I7 mit dem Arbeitszylinder
I über das Entnahmeventil I3 verbunden. Vom Behälter I7 führt eine Leitung 2o zu
der aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeuges.
In der Leitung I8 ist ein Rückschlagventil 2I angeordnet.
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Gemäß der Erfindung ist, wie die Abb. 2 zeigt, der Kolben I4 als Hohlkolben
ausgebildet und die Rückholfeder I5 in diesem untergebracht. Das obere Ende der
Feder I5 stützt sich gegen eine aufgeschraubte Deckplatte 22 und das untere Ende
gegen den Kolbenboden I4a ab. Der Kolbenboden I4a ist mit einem Ventildurchlaß 23
versehen, und in diesen ragt der Führungsstift 24a einer Ventilnadel 25 hinein,
der dann, wenn die Ventilnadel 24' mit ihrem Ventilsitz 25 auf der zugehörigen Paßfläche
im Kolbenboden 14.9 aufsitzt, etwas über dessen untere Fläche hinausreicht. Am oberen
Ende der Ventilnadel 24 ist diese ebenfalls durch eine stiftartige Verlängerung
26 geführt, die ein Loch 27 im Steg 22a .der Abdeckplatte 22 durchsetzt. Die Ventilnadel
24 steht unter dem Einfluß einer Rückholfeder 28. Die beschriebene Kolben- und Ventilanordnung
ist in einer Zylinderbüchse 29 gelagert, und am unteren Ende der Büchse 29 ist eine
Lochplatte 30, z. B. durch eine Ringscheibe 3I, befestigt. Die Löcher 32, 32 der
Platte 30 sind gegenüber dem Ventilnadelschaft 24, z. B. längs einer Kreislinie,
derart angeordnet, daß. der Stift 24a auf die Platte 30 aufsteht, wenn der Kolben
I4 seine untere Endstellung einnimmt. Außerdem ist die Platte 30 gegenüber dem Kolben
I4 in einer solchen Entfernung angeordnet, daß der Ventilnadelstift 24a in der unteren
Endstellung des Kolbens I4 durch die Platte 3o angehoben wird, so daß der kleine
Ventildurchlaß 25 in dieser Stellung geöffnet ist.
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Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende: Solange
im Behälter I7 ein zum Bremsen ausreichender Druck herrscht, nimmt der Kolben I4
bei gespannter Feder I5 eine obere Endstellung ein. In dieser Stellung ist das Ende
des Hebelarmes Io am Kipphebel Io, II von der Stößelstange 8 abgehoben, so daß der
Nocken 7 das Ventil I3, das durch die Feder I2 geschlossen gehalten wird, nicht
öffnen kann. Außerdem hält die Feder 9 die Stößelstange 8 vom Nocken 7 abgehoben.
Es findet also in dieser Stellung der obengenannten Teile keine Luftentnahme aus
dem Zylinder I durch das Ventil I3 statt.
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Sinkt der Druck im Speicherbehälter I7 infolge öfteren Bremsens unter
eine gewisse Grenze, so läßt auch der Druck unter dem Kolben I4 im Zylinder I6 nach,
und die sich entspannende Feder I5 verschiebt diesen nach unten, bis das Ende Io
des doppelarmigen Kipphebels Io, II schließlich in den Bewegungsbereich der Stößelstange
8 gelangt und die stärkere Feder I5 unter Anspannung der schwächeren Feder 9 die
Stößelstange 8 mit dem Nocken 7 in kraftschlüssige Berührung bringt. Der Nocken
7 öffnet dann über das Steuergehäuse 8, Io, II das Ventil I2 gerade dann, wenn der
Arbeitskolben 3 seinen Verdichtungshub ausführt. Durch eine entsprechende Einstellung
der Feder 15 kann der Druck im Speicherbehälter I7 geregelt werden. Ebenso kann
eine Regelung der Steuerzeiten des Entnahmeventils durch Verdrehen oder Verschieben
des Nockens 7 oder eines sonstigen zwischengeordneten Steuergliedes erfolgen. Die
Abschaltvorrichtung II bis I6 kann im Rahmen der Erfindung auch an einer anderen
beliebigen Stelle der Brennkraftmaschine angeordnet werden, bzw. sie wird jeweils
dort angeordnet, wo der Sitz des Entnahmeventils dies im Zusammenhang mit der Ausbildung
des übrigen Steuergestänges zweckmäßig erscheinen läßt.
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DieWirkung des Entlüftungsventils ist folgende: Wenn der Druck sm
Speicherbehälter 17 unter eine gewisse Grenze sinkt, so erfolgt naturgemäß kein
weiteres Nachströmen von Druckluft durch das Rückschlagventil 21 in den Zylinder
16. Da die in diesem Zylinder zwischen dem Ventil 21 und dem Kolben 14 eingesperrte
Luft durch den Passungsspalt dieses Kolbens nur langsam entweicht, würde eine erhebliche
Zeit vergehen, bis sich die Luft dort so weit entspannt hat, daß der Kolben 14 mit
dem Kipphebel 1i sich so weit gesenkt hat, daß der Kipphebelarm io wieder mit dem
oberen Ende der Stößelstange 8 'in Berührung gelangt. Diese kraftschlüssige Berührung
wird nun durch die Ventilanordnung 23 bis 28 beschleunigt. Sobald die Luftzufuhr
durch
das Ventil 2I nach dem Zylinderraum I6 aufhört, setzt sich der Kolben I4 um einen
geringen Betrag, d. h. er sinkt verhältnismäßig rasch so weit nach unten, daß der
Stift 24 auf die Platte 3o aufschlägt und den Ventildurchlaß 23 öffnet. Demzufolge
kann die Luft zwischen dem Rückschlagventil23 rascher entweichen, mit der weiteren
Folge, daß die Unterseite des Kolbens I4 rascher entlastet wird und der Kolben I4
dementsprechend rascher nach unten sinkt. In der unteren Stellung des Kolbens I4
ist zwar der Ventildurchlaß 23 ständig offen, doch ist der Durchlaßquerschnitt so
gering gehalten, daß ein Wiederanheben des Kolbens I4 nicht verhindert wird, wenn
aus dem Behälter I7 über die Leitung 18 und das Ventil 2I wieder Luft nach dem Zylinderraum
16 zuströmt.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist an Stelle des Nadelventils
24 von Abb. 2 ein Kugelventil angeordnet. Es sitzt die Ventilkugel 33 in
einem besonderen kleinen Kolben 34, der in der Federbohrung 35 des Kolbens I4 gleitet.
Die Kugel 33 steht unter dem Einfluß einer Feder 36, und in die Ventilbohrung 23
ragt von unten her ein Anschlagstift 37 hinein, der in der Mitte der Lochplatte
3o befestigt ist.
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Die Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel von Abb. 3 wirkt in ähnlicher
Weise wie diejenige nach der Abb. 2. Sobald der Kolben I4 seine unterste Stellung
einnimmt, wird das Kugelventil 33 durch den Zapfen 37 aufgestoßen und der Zylinderraum
16 unter dem Kolben I4 entlüftet.
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Will man das ständige Abströmen von Luft durch das geöffnete Entlüftungsventil
2,5 oder 33 in der unteren Endstellung des Kolbens I4 vermeiden, z. B. um auch ein
präziseres Anheben des Kolbens 14 zu erzielen, so ordnet man an der Unterseite des
Kolbenbodens I4a einen kleinen Ringhals 39 (Abb. 5) an, der dann, wenn der Kolben
14 seine untere Endstellung einnimmt, luftdicht auf der Platte 3o aufsitzt.
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Die Deckplatte 22 mit ihrem mittleren Steg 22a nach Abb. 4 dient dem
an seinem oberen Ende gegabelten Kolben I4 gleichzeitig als Führung, indem die Gabelenden
I4b dieses Kolbens durch entsprechende Ausnehmungen 38 der Deckplatte hindurchragen.
Es verhindert diese Anordnung, daß sich der Kolben verdreht, und sie sorgt dafür,
daß der Kipphebel Io, II immer richtig auf dem oberen Ende der Stößelstange 8 und
den Schaft des Entnahmeventils I3 zu liegen kommt. Der Kolben I4 kann außerdem mit
Kolbenringen 39 versehen sein, wie z. B. die Abb. 3 zeigt.